מפקחי אורות סולאריים חכמים: שעון, אור והגבלת עוצמת האור

השלושה תפקידים ומהו תפקידם:

שליטה באור היא הבסיס. תא תאורה (פוטוסל) מפקח את רמת האור הסביבתי ומפעיל את המנוע כשהאור פוחת מרמה מוגדרת בערב, ומכבה אותו בבוקר. המפקח מתאגם את עצמו בהתאם לעונות – האור נשאר מכוון לכיוון השמש ללא צורך בהתערבות אנושית.

שליטה בזמן מוסיפה למערכת שעון מתוכנן: המכשיר נדלק בעת השקיעה, עובד במתכונת פעולה מלאה למספר מוגדר של שעות, ולאחר מכן הפעילות מופחתת או המכשיר נכבה לכל הלילה. בדיוק בנקודה זו מתקיים החיסכון באנרגיה. במכשירים שאינם מחוברים לרשת חשמלית, כל שעה של פעולה מלאה תוךלמדת מהקיבולת של הסוללה.

הצמצם של עוצמת האור הוא המאפיין השלישי, והוא הנדוח על ידי רוב הקונים. במקום שיטת הפעולה הבינארית (כבוי/מפעל), המכשיר מוריד בהדרגות את עוצמת האור: בשעות הראשונות, כאשר הכביש עמוס, האור חזק; לאחר מכן עוצמת האור פוחתת עד עלות השחר. מכשיר שמצמץ את עוצמת האור לאחר חצי הלילה יכול לספק אותו רמת אור בבוקר, אך עם סוללה קטנה יותר.

מדוע שילוב שתי שיטות השליטה טוב יותר מכל אחת מהן לבדה?

שום אחת משתי שיטות השליטה אינה מספיקה לבדה, ואפשרויות הכשל שלהן ניתנות לחיזוי.

• שליטה באור בלבד גורמת להפעלה מלאה של מערכת התאורה בכל לילה, מרגע שהפוטוסל מזהה חושך. בערב קיץ ארוך או בבוקר מעוטמם עם עלות השחר מאוחרת, זה אומר שמתבזבזות שעות רבות של אנרגיה – ודיוק את הבזבוז הזה מנסה למנוע הלוח הזמנים.
• שליטה בזמן בלבד עלולה לגרום להפרת התאמה בין הלוח הזמנים לעונות: לוח זמנים שנקבע לשקע השמש בחורף עלול לגרום להפעלת האור שעה מוקדמת יותר בקיץ ושעה מאוחרת יותר בחורף. הפוטוסל מבצע את ההתאמה בין הלוח הזמנים למצב האמיתי של החושך.
• בשילוב של שני מנגנונים אלו , הפוטוסל מקבע מת בערך הלילה מתחילה, והמכשיר המזמן מקבע מה יקרה במהלך אותה תקופה. זהו בדיוק מה פירושו של “מגבל חכם” (intelligent controller) בפועל.

כיצוע ההגדרות במפעל שלנו

ההגדרות שאנו מגדירים לכל פרויקט, בסדר הבא:

1. רף הפעולה של הפוטוסליל (Photocell threshold) – מוגדר מראש בהתאם לסוג הכביש ולרמת הפליטת אור המקומית, ולא נשאר על ההגדרות הברירות של היצרן.
2. פרקי זמן – בדרך כלל יש שלושה מצבים: פעולה מלאה, תאורה מוחלשת, או כיבוי; מועד הכיבוי באמצע הלילה מחושב בהתבסס על היכולות העצמאיות של המערכת.
3. רמת ההחלשת האור – בדרך כלל בין 30% ל-50% מהפעולה המלאה בשעות הלילה המאוחרות; מספיקה כדי לאפשר זיהוי וניווט, ובמחיר נוח שאינה משפיע באופן משמעותי על צריכת הסוללה.
4. שליטה מרחוקה – אפשרות לשינוי הגדרות באופן ידני באירועים מיוחדים (פסטיבלים, עבודות כביש, חירומים); זו המאפיינה שהמשתמשים הסופיים משתמשים בה באופן יומיומי.

ההגדרה שאנו מתנגדים לה ביותר היא “פעולה מלאה בכל זמן”. במקרה של מערכת תאורה סולארית, זה אומר שיהיה צורך בסוללה גדולה יותר ובפנל סולארי גדול יותר – דבר שלא יש לו שימוש כשאין איש בסביבה. התשובה האמיתית היא להשתמש במצבי תאורה מוחלשת, ולא במערכת גדולה יותר.

מה לשאול כשמשווים בין מפקחי מערכות תאורה (Controllers):

שלושה שאלות מבדלים בין מפקח מערכות אמיתי למכשיר פשוט שמחובר לרילה (relay):

• כמה תקופות זמן נפרדות יכול המכשיר לאחסן, והאם כל אחת מהן יכולה להיות ברמת האור המתאימה (הצמצם או ההגברה)?
• האם ניתן לשנות את רף הפעולה של המגל האור (הפוטוסל) בשטח, או רק במפעל?
• מה בדיוק מבצע הבקרת הרחוקה (remote control) – האם היא מכריחה את המכשיר לעבוד במתכונת הפעולה המלאה, להיכבו, או לשנות את לוח הזמנים של המכשיר?

אם הספק לא יכול לענות על כל שלושת השאלות בנפרד, אז המושג “חכם” (smart) במכשיר שלו הוא רק חלק ממבצעי המסחר שלו. לקביעת הגודל הנכון של המכשיר, הסוללה והפאנל, שתמשו במחשבון הגדלים שלנו; למוצרים מוכנים שכוללים מכשיר שהותאם מראש למנועי LED, ראו את סדרת המנורות החשמליות הסולאריות השלמות שלנו.

מה לא מכוסה במדריך זה

מדריך זה מספק מידע על לוגיקת השליטה של המכשיר – שליטה באור, בזמן וברמת האור. הוא אינו מכסה את הארכיטקטורות של מערכות השליטה בטעילת הסוללה (MPPT לעומת PWM – ראו את המדריך שלנו MPPT vs PWM), את היכולות של אינטגרציה עם מגלי תנועה (ראו את המדריך שלנו פתרון בעיות באמצעות מגלי אינפראורה), או את פרוטוקולי התקשורת למעקב מרכזי.

适用范围 ：以上讲解智能光控控制器的工作原理与选型要点。智能控制不等于太阳能供电——控制器再智能也无法在无电时工作。本文不提供具体控制器的通信协议对接方案。